1. 案例背景

    PCB組裝過程正發(fā)生通孔焊盤潤濕不良，潤濕不良位置主要集中在焊盤較窄部位。

2. 分析方法簡述
    對NG樣品進(jìn)行外觀檢查，問題焊點(diǎn)顏色異常區(qū)域潤濕不良，潤濕不良區(qū)域顯示黑色。對PCB空板空焊盤超聲清洗并進(jìn)行可焊性測試，發(fā)現(xiàn)個(gè)別焊盤存在明顯的潤濕不良現(xiàn)象，但焊料已經(jīng)填滿鍍銅通孔，表明PCB空板焊盤質(zhì)量參差不齊，存在一定程度的潤濕不良。

圖1.NG樣品焊點(diǎn)外觀照片（10X/20X）

圖2. PCB光板可焊性測試照片（10X)

    利用SEM/EDS對NG樣品問題焊點(diǎn)潤濕不良區(qū)域表面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)Au層已經(jīng)完全溶入焊料中，焊盤表面未形成足夠的金屬間化合物，鎳層晶間腐蝕清晰可見，氧元素的存在說明鎳層表面可能受到了氧的侵蝕。

圖3. NG樣品問題焊點(diǎn)SEM/EDS測試位置和譜圖

    對NG樣品問題焊點(diǎn)剖面進(jìn)行分析，異常區(qū)域存在明顯的不潤濕，焊料在焊盤上的潤濕角大于等于90°，這明顯不符合可接受要求。不潤濕區(qū)域的焊盤表面未生成明顯的金屬間化合物層，無法形成有效的連接，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的根本原因在于焊盤鎳層腐蝕、氧化嚴(yán)重。此外，問題焊點(diǎn)的鎳鍍層質(zhì)量較差，存在縫隙或裂紋，正常焊點(diǎn)則不存在明顯的腐蝕裂紋，這已經(jīng)在剖面觀察中得到證實(shí)。

圖4.NG樣品問題焊點(diǎn)切片后SEM圖片

    對PCB空板焊盤進(jìn)行剝金檢查，檢查結(jié)果表明鎳層表面普遍存在明顯的腐蝕，窄焊盤的腐蝕程度明顯要比寬焊盤嚴(yán)重。需要進(jìn)一步指出的是，鎳層腐蝕不會導(dǎo)致焊盤完全不潤濕，因?yàn)榛嚱鸸に囘^程中鎳層的腐蝕、氧化幾乎不可避免，只有當(dāng)鎳層表面腐蝕、氧化達(dá)到一定程度時(shí)才會出現(xiàn)拒焊或出現(xiàn)部分不潤濕現(xiàn)象。

圖5. PCB空板窄焊盤SEM/EDS測試位置和譜圖

3. 結(jié)論與建議
    1)  外觀觀察表明問題焊點(diǎn)黑色區(qū)域潤濕不良；
    2)  可焊性測試結(jié)果表明個(gè)別焊盤存在潤濕不良現(xiàn)象；
    3)  通過切片和焊點(diǎn)表面分析可知，潤濕不良區(qū)域焊盤表面的金層已經(jīng)溶解，但鎳層表面未形成明顯的金屬間化合物；鎳層質(zhì)量較差，存在嚴(yán)重的鎳腐蝕。鎳的腐蝕氧化可能產(chǎn)生于制板過程，也可能出現(xiàn)于組裝過程中。
    4)  對PCB空板焊盤剝金檢查，發(fā)現(xiàn)鎳層表面普遍存在腐蝕和裂紋，窄焊盤的鎳層質(zhì)量明顯低于寬焊盤。

4. 參考標(biāo)準(zhǔn)
    IPC-J-STD-003B Test C1 印制板可焊性測試 方法C1
    IPC-TM 650 2.1.1 印制電路板切片制備方法和標(biāo)準(zhǔn)
    GB/T 17359-2012 微束分析 能譜法定量分析
    IPC-A-610E 電子組件的可接受性
    GB/T 17359-2012 微束分析 能譜法定量分析

作者簡介：
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